Filtrów koalescencyjnych używa się do usuwania ze sprężonego powietrza lub gazów zanieczyszczeń naturalnych oraz tych, które powstały w trakcie procesu przetwórczego, w tym wody, aerozoli oleju czy cząsteczek stałych. Filtry wykorzystywane są na wielu etapach technologicznych w wielu gałęziach przemysłu, takich jak przemysł petrochemiczny, rafineryjny czy chemiczny.

W filtrach tych wykorzystywane jest przede wszystkim zjawisko koalescencji, czyli procesu, w którym dwie lub więcej cząstek łączy się ze sobą, tworząc pojedynczą cząstkę. Dzięki temu w filtrze płynne cząsteczki łączą się ze sobą i w wskutek grawitacji spływają po warstwie drenażowej do dolnej części obudowy filtra, gdzie są gromadzone, a następnie odprowadzane. Cząsteczki stałe są natomiast wyłapywane i zatrzymywane we wkładzie filtra, na zasadzie tego samego mechanizmu, który występuje w filtrach pyłowych. Należy przy tym pamiętać, że w miarę gromadzenia się zanieczyszczeń stałych na filtrze, jego wydajność maleje zwiększając spadek ciśnienia, dlatego filtry koalescencyjne swoje największe zalety ujawniają w procesie separacji gaz-ciecz.

W filtroseparatorach służących do separacji fazy ciekłej z fazy gazowej, w zależności od wielkości rozproszonych kropel wykorzystuje się również inne elementy jak np.: demistery, czy filtry lamelowe.

Demistery są urządzeniami, w których dochodzi do zawracania kropli cieczy przenoszonych przez strumień pary lub gazu. Krople zatrzymywane są mechanicznie na przegrodzie filtracyjnej wykonanej np. z metalu, włókna lub materiału syntetycznego.

Separatory lamelowe zmuszają gaz do przejścia przez kanały o złożonej geometrii. W przestrzeniach tych, krople cieczy o dużej bezwładności zatrzymują się na ścianach, po czym grawitacyjnie spływają do części drenażowej.

Filtroseparatory służą natomiast do usuwania z gazu zarówno cieczy jak i cząsteczek stałych, a oczyszczanie następuje w dwóch etapach. Pierwszy polega na wstępnej separacji dużych cząstek stałych i cząstek cieczy z gazu, zaś drugi na oczyszczaniu gazu na wkładach filtracyjnych różnego typu (np. separatorów siatkowych, skrzydełkowych, lamelowych lub cyklonowych). Trzecim etapem oczyszczania gazu w filtroseperatorach mogą być filtry koalescencyjne.

Filtry koalescencyjne służą również do rozdziału układów dyspersyjnych takich jak emulsja, piana, aerozol czy zawiesina. Ich separacja jest niezwykle ważnym etapem przemysłu produkcyjnego, a umożliwiają ją np. separatory grawitacyjne, wirówki czy koalescery. Przy wyborze odpowiedniego filtra koalescencyjnego zawsze należy zwrócić uwagę na jego wydajność, tylko to bowiem gwarantuje, że w stu procentach spełni on swoje zadanie.